Software & Systems

Начальные этапы любого проекта по созданию новых объектов техники, технологий, такие как анализ прототипа и разработка концепта проекта, относящиеся к поиску вариантов решений практических задач, к техническому творчеству, в настоящее время называются концептуальным проектированием систем. Для концептуальных стадий характерны низкая структурированность предметных областей, многоаспектность протекающих процессов, отсутствие достаточной количественной информации об их динамике, нечеткость, противоречивость, изменчивость процессов во времени, что обусловливает большую неопределенность в разработке проектных решений. Сейчас интеллектуальная составляющая в научной и инженерной подготовке нуждается в большем внимании, а системная реализация интеллектуальных технологий должна опираться на проблему новизны создаваемых решений [1]. На сегодняшний день превосходство не может быть обеспечено за счет импорта качественных технологий. Оно реализуется тогда, когда в основе новых технологий лежат собственные новые идеи. Только в этом случае наша страна сможет стать лидером в экспорте технологий, чем обеспечит себе преимущество в экономике знаний.

Под интеллектуальной технологией будем понимать совокупность методов и средств генерации идей, построения на их основе концептуальных решений, исследование этих решений, проектирование на их основе инновационных продуктов, обладающих охраноспособностью.

Реализация таких продуктов должна обеспечить их конкурентоспособность при практическом использовании.

Целью данной работы является составление перечня базовых процедур для проведения предпроектных исследований при проектировании информационных систем, определение их специфики, создание инструментария для концептуального проектирования информационных систем.

Существующие на сегодня методы предпроектных исследований [2] имеют высокую степень обобщения и практически никак не формализованы. В частности, ярким примером является описание ГОСТ 34.601-90. К недостаткам существующих методов относится то, что они рассматривают только конкретные единичные прототипы и направлены на поиск решения текущих проблем и устранение единичных недостатков конкретного прототипа, опираются на субъективное определение целей и постановку задач. В результате отсутствует полноценный анализ тенденций развития класса систем, отражающийся в комплексе недостатков существующих систем прототипа для нынешнего состояния техники и технологий.

Таким образом, был сделан вывод о необходимости интеграции достоинств каждого из рассмотренных подходов для повышения эффективности процедур предпроектных исследований применительно к предметной области проектирования информационных систем.

Технические и информационные системы относятся к классу искусственно созданных объектов, которым свойственны выполнение одной главной и множества дополнительных функций, многоэлементность и иерархичность. Для определения строения и функционирования таких систем существует множество схем и методов [3–5]. Применение системного анализа при построении информационных систем дает возможность выделить перечень и указать целесообразную последовательность выполнения взаимосвязанных задач, позволяющих не упустить из рассмотрения важные стороны и связи изучаемого объекта систематизации. За основу создаваемой методики предпроектных исследований и моделирования было взято концептуальное описание технических систем, сделанное Половинкиным А.И. [3]: главная полезная функция, функциональная структура, принцип действия, техническое решение, параметрическое решение.

Однако для концептуального проектирования информационных систем следует предложить группу необходимых определений.

Информационная система – программно-аппа­ратная система, предназначенная для автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающая в соответствии с заложенной в нее логикой обработки возможность получения, модификации и хранения информации.

Главная полезная функция, она же потребность – это центральная функция, для выполнения которой предназначена информационная система.

Функциональная структура – совокупность описаний функциональных требований и процедур выделения функциональных подсистем информационной системы.

Принцип действия – последовательность выполнения действий, базирующихся на преобразованиях потоков данных, которые обеспечивают требуемое функционирование системы.

Техническое решение – это семантическое описание информационной системы с указанием функциональной структуры и алгоритма функционирования.

На основе данных определений был разработан обобщенный алгоритм проведения предпроектных исследований и моделирования информационных систем, который включает рекуррентную последовательность действий, изображенную на рисунке 1.

На основании приведенного обобщенного алгоритма было разработано описание стадии анализа и исследования прототипов, которое изображено на рисунке 2.

На основе предложенных алгоритмов можно составить кортеж уровней проектирования, к которым они применимы: K=(T, E, R, S), где T – концепт для главной функции; E – концепт для функциональной структуры; R – концепт для принципа действия; S – концепт для технического решения.

Таким образом, для определения тенденции развития стадий предпроектного исследования необходимо использовать предложенные алгоритмы для каждого объекта исследования. Практическая ценность заключается в том, что разработан инструментарий для проведения предпроектных исследований.

Общая последовательность действий при проектировании информационной системы в соответствии с выделенными стадиями была апробирована на примере проектирования и разработки ряда компьютерных комплексов и систем, по которым получены свидетельства о регистрации программ в Роспатенте: №№ 2010617474, 2010612774, 2010612500, 2011615174, 2011619360, 2011612133 и др. Например, программа психосемантического анализа и визуализации звука, которая соответствует ФЗ № 436 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» (свид. № 2012616458) [4].

Предлагаемая концепция новой методики предпроектных исследований и моделирования информационных систем отвечает актуальным тенденциям в образовании, обеспечивая современный уровень подготовки специалистов.

Кроме всего прочего, предлагаемая методика позволяет повысить результативность процесса моделирования и предпроектной работы при создании информационных систем за счет реализации системного подхода к их анализу и синтезу.

Представленная последовательность действий концептуального проектирования информационных систем отличается от известных наличием иерархической рекуррентной совокупности логико-эвристических процедур с итерационным характером действий, использующих методы синтеза новых решений. В случае реализации данного алгоритма возможно решение актуальной научной задачи повышения результативности предпроектной работы по созданию технических систем за счет реализации системного подхода к синтезу концептуальной схемы. Предполагаемые результаты могут существенно дополнить технологии проектирования и реализации информационных и технических систем актуальностью.

Литература

1.     Бутенко Д.В., Бутенко Л.Н. Теория развития систем. Задачи концептуального проектирования и их взаимосвязь с закономерностями развития систем // Качество. Инновации. Образование. 2004. № 1. C. 38–41.

2.     Бутенко Д.В., Попов К.В., Ананьев А.С. Методика концептуального проектирования программных информационных систем // Программные продукты и системы. 2012. № 2. С. 101–104.

3.     Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: учеб. пособие для студентов втузов. М.: Машиностроение, 1988. 368 с.

4.     Кононенко А.А., Кучкаров З.А., Никаноров С.П., Никитина Н.К. Технология концептуального проектирования; [под ред. С.П. Никанорова]. М.: Концепт, 2008.

5.     Никаноров С.П. Концептуализация предметных областей. Сер. Концептуальный анализ и проектирование: Методология и технология. М.: Концепт, 2009.

References

1.     Butenko D.V., Butenko L.N. Kachestvo. Innovatsii. Obra­zovanie [Quality. Innovations. Education]. 2004, no. 1, pp. 38–41.

2.     Butenko D.V., Popov K.V., Ananyev A.S. Programmnye produkty i sistemy [Software & Systems]. 2012, no. 2, pp. 101–104.

3.     Polovinkin A.I. Fundamentals of engineering creativity, Moscow, Mashinostroenie Publ., 1988, 368 p. (in Russ.).

4.     Kononenko A.A., Kuchkarov Z.A., Nikanorov S.P., Niki­tina N.K. Technology conceptual design. Moscow, Concept Publ., 2008 (in Russ.).

5.     Nikanorov S.P. Conceptualization of the subject areas. A series of Conceptual analysis and design Methodology and technology. Moscow, Concept Publ., 2009 (in Russ.).